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研究人员为探究 SHANK3 在母性行为中的作用,对 Shank3 突变犬研究,发现催产素可改善其母性行为缺陷,为 ASD 治疗提供新思路。
探索自闭症母性行为缺陷的奥秘:Shank3 突变犬与催产素的奇妙关联
在神秘的神经发育领域,自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder,ASD)一直是困扰科学界的难题。它如同一个神秘的 “黑匣子”,以社交互动受损和重复行为为典型特征,给无数家庭带来了沉重的负担。SHANK3 基因,作为 ASD 的高风险基因,编码着突触后致密区的重要支架蛋白,其突变与 ASD 的发生紧密相关。然而,在这个复杂的谜题中,SHANK3 在社会行为尤其是母性行为中扮演着怎样的角色,却一直是个未解之谜。
以往对 ASD 母亲的研究,大多局限于问卷调查,缺乏对其产后母性行为的客观描述。而且,ASD 核心社会症状缺乏有效的药物治疗,尽管催产素(Oxytocin,OXT)被认为是社会行为的强大调节剂,但在 ASD 患者中的临床试验结果却参差不齐。在这样的背景下,为了揭开这些谜团,中国科学院遗传与发育生物学研究所等机构的研究人员踏上了探索之旅,他们的研究成果发表在《Translational Psychiatry》杂志上,为我们带来了新的希望。
研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先,利用 CRISPR/Cas9 基因编辑技术构建了 Shank3 突变犬模型;其次,通过视频记录和分析详细观察母犬与幼犬的互动行为;再者,运用 ELISA 等检测技术测定血液中 OXT、催乳素(Prolactin,PRL)和雌二醇(Estradiol,EII)等激素的浓度;最后,借助统计分析来处理和解读实验数据。
研究结果主要围绕以下几个方面展开:
- Shank3 突变母犬的母性行为受损:研究人员发现,Shank3 突变母犬在分娩后出现了一系列母性行为缺陷。在舔舐行为方面,与野生型(Wild-Type,WT)母犬相比,突变母犬对幼犬的舔舐持续时间更短、次数更少,导致幼犬显得更湿、更不干净。在哺乳行为上,虽然哺乳持续时间正常,但哺乳次数明显减少。不过,在分娩天数、窝产仔数、幼犬出生体重、幼犬出生后第一周的存活率以及前三周的体重增长等方面,突变母犬与 WT 母犬并无显著差异。此外,在幼犬取回实验中,突变母犬与 WT 母犬在接近和取回幼犬的行为上也没有明显差异。进一步研究发现,突变母犬与人类的社交互动时间显著低于 WT 母犬,且母犬与人类的社交互动时间与母性行为中的舔舐行为呈显著正相关,这表明母性行为缺陷可能与社交障碍有关。
- Shank3 突变母犬血液中催产素水平降低:由于激素在母性行为调节中起着重要作用,研究人员检测了突变母犬血液中多种激素的水平。结果发现,Shank3 突变母犬血液中的 OXT 浓度显著低于 WT 母犬,而雌二醇和催乳素水平则无明显变化。进一步分析发现,舔舐行为与外周 OXT 水平呈显著正相关,而与雌二醇和催乳素水平无明显相关性。
- 鼻内给予催产素改善 Shank3 突变母犬的母性行为缺陷:为了探究 OXT 对突变母犬母性行为的影响,研究人员进行了一项对照实验。他们从母犬产后第 8 天开始,连续两周每隔一天给 Shank3 突变母犬和 WT 母犬鼻内给予 40 IU 的 OXT 或生理盐水。实验结果令人振奋,鼻内给予 OXT 后,突变母犬的舔舐行为得到了显著改善。无论是急性单次给药(给药 15 分钟后)还是慢性多次给药(持续两周),突变母犬的舔舐持续时间和次数都显著增加,达到了与 WT 母犬相似的水平。而且,OXT 给药也增加了 WT 母犬的舔舐行为。
研究结论表明,Shank3 突变会导致母犬的母性行为缺陷,这可能与血液中 OXT 水平降低有关。而鼻内给予 OXT 能够有效改善 Shank3 突变母犬的母性行为,这为 SHANK3 相关的 ASD 患者的治疗提供了潜在的策略。不过,目前仍有许多问题有待进一步研究,例如 Shank3 突变影响 OXT 系统的具体机制,以及这种治疗策略在人体中的有效性和安全性等。但无论如何,这项研究为 ASD 的治疗开辟了新的方向,就像在黑暗中点亮了一盏明灯,为未来的研究和治疗带来了新的希望。它让我们看到了攻克 ASD 这一难题的曙光,激励着更多的科研人员在这个领域继续探索前行。